4000Kw電力推進救助船全回轉舵槳裝置的安裝

陳兆錫

摘 要：本文簡要介紹了電力推進救助船全回轉舵槳裝置的安裝時的機座定位，安裝順序，安裝工藝，安裝的注意事項，為后續海洋救助船的設計和建造提供有益參考。

關鍵詞：電力推進;全回轉舵槳;機座定位;吊裝;安裝工藝

中圖分類號：U664.36? ? ? ?文獻標識碼：A? ? ? ? ? ? 文章編號：1006—7973（2022）01-0101-02

電力推進船與傳統的柴油機推進系統比較，有很多優勢：一是電力推進具有良好的經濟性，可根據用電負荷選擇發電機運行臺數，實現最大的經濟性。二是電力推進系統操縱性好，制動快，正倒車切換速度快，采用變頻技術控制的推進電機轉速易于調節。三是電力推進系統由于省去了傳動軸系、減速齒輪箱，改善了機艙布局，節省了空間。四是電力推進系統噪音低，采用電力推進后，主要振動源--柴油機安裝在彈性底座上，以恒定轉速運行，與軸系和艙體也無直接聯結，大大減少了振動和噪聲，綜合以上優點，電力推進系統是今后海洋救助船的發展方向。

1設備組成

電力推進系統的主要裝置是變頻器和全回轉舵槳，新造4000KW救助船的電力推進系統選用的是ABB ACS880船用變頻器和瓦錫蘭WST-21FP全回轉舵槳。根據船廠的三維建模情況和瓦錫蘭舵槳的安裝要求，救助船全回轉舵槳裝置的安裝研究前就要進行研究，從中找出實際可行的施工辦法，避免后期實際施工過程中產生較大的誤差。

4000KW全回轉舵槳裝置為Z型全回轉電力推進器（如圖1）由四大部件組成，從上而下依次為推進電機、浮動軸、齒輪箱和水下推進器，其齒輪箱和水下推進器部分（除去電機和浮動軸）高度5029mm，因船臺高度有限，是安裝的重點和難點。而且該設備的安裝角度特別，由推進器布置圖（如圖2）可以看出推進器還要有朝船舷外傾2度的一個特別角度（由船模水池試驗得出）。故此處的船體線型比較復雜，為避免后期實際施工產生較大的誤差，因此從三維模型的設計就必須嚴格要求，并從中找出實際可行的施工辦法。

2 基座定位

該推進裝置的基座與船體結構為焊接連接的圓筒型式，安裝定位時在橫向和縱向均有傾角，并且圓筒周圍附著有定位較為復雜的加強結構，加強角度分布也不均勻。圓筒曲面上的定位數據通常難以快速獲得，導致在快速建模時缺少必要的定位數據，曲面上附著的加強結構建模更是無法進行。為此建模需要解決如下難點：①雙斜圓柱的中心軸線的確定;②截交圓柱斜平面的定位;③肘板的定位;此為建模的關鍵點所在。另外也需要主推模型進行精確建模，以檢驗基座的準確性。

3安裝

為減少設備安裝時的定位誤差、焊接變形以及盡量少的工藝開孔，并盡量保持左右推進器的對稱性，結合主推進設備安裝布置圖、尾部結構圖、總段搭載時間以及設備的尺寸，對設備的安裝階段和順序進行了詳細的分解。

根據設備安裝圖，推進電機整體處于主甲板下推進器艙內，浮動軸也是位于推進器艙內，齒輪箱位于結構筒體內，水下推進器完全位于船外。其中推進電機由ABB供貨，可以在主甲板下總段搭載前到廠;推進器部分可以采用總段安裝的方案

推進電機的尺寸相當大，最大外形尺寸約2450mmX1895mmX1970mm（LXWXH），底部的筒體內徑太小，無法通過電機;如果從頂部主甲板開工藝孔吊裝，需要斷開結構大梁，后續的復原工作相當大，所以推進電機應該在尾部主甲板總段搭載前放在所處艙室甲板上，而且電機的實際到貨時間剛好也能滿足這個要求。

舵槳整體從船體底部從下往上吊裝，為此必須借助平板車和合適工裝。而齒輪箱和推進器部分整體吊裝，重量較大約24T，必須在基座完全焊接報驗完成后才能吊裝。

浮動軸的最大直徑和長度都較小，可以從底部的筒體中吊入，在齒輪箱吊裝前放入艙室內即可。

4 安裝工藝和工裝

為確保順利安裝，與船廠、設計院和設備廠家經過技術交流后，其中齒輪箱的雙斜角定位和舵槳的翻身吊裝是關鍵所在。

水下推進器運轉時產生的推力，最終是通過齒輪箱四周的結構肘板、上法蘭盤以及底部封板傳遞給船體（如圖3），因此，齒輪箱的定位和安裝質量直接關系到整個推進器安裝的成敗。

從圖中可以看出，齒輪箱四周肘板數量較多，而且分布不均勻，基座筒體與齒輪箱是同軸線的，如果基座筒體安裝角度稍有偏差，將嚴重影響基座整體強度，推進器運轉時可能導致大的結構變形和震動，所以基座筒體的加工精度和精確定位是齒輪箱精確安裝的前提和基礎。為此基座筒體的安裝必須精確拉線定位，由鉗工配合定位安裝。

根據總段放置情況，按照主推進裝置安裝圖，以舯線、肋位線及甲板上表面作為舵槳基座定位檢查基準線，選擇上、下兩個基準點拉出舵槳中心線，即為筒體安裝的定位基線，根據基線定位基座筒體并焊接報驗。

在基座筒體安裝好后，然后按照瓦錫蘭舵槳的工藝流程進行舵槳的整體吊裝。由于舵槳的齒輪箱底部法蘭與基座筒體上的法蘭相連，重量約24T，且形狀不規則，對吊點設置、和姿態控制比較難，稍有不慎就有可能造成設備受損，為此需要設計合理的起吊工裝。工裝要求能用于起吊并能保持法蘭盤向上。

對于封板，有兩種方案：①采用螺栓安裝方案，這種方案舵槳拆卸方便。缺點是此處振動強，螺栓有可能振斷。故此方案需關注：可拆卸板、螺栓的強度，所有螺栓固定后要上不銹鋼絲保險。②采用焊接方案，此方案封板不會脫落，但后期舵槳拆卸不方便。

參考文獻：

[1]劉純順.船舶綜合電力推進的發展及應用[J].中國水運（下半月），2009（11）：2.

[2]固定式全回轉舵槳裝置安裝與調試規程GB/T39206-2020.